[实用新型]一种非接触式测量液体粘滞系数的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量液体粘滞系数的装置，特别是一种非接触式测量液体粘滞系数的装置，属于测量装置技术领域。

背景技术

液体粘度是液体内部某一部分相对于另一部分流动时摩擦阻力的度量，是表征液体粘滞性强弱的重要参数。液体的粘度直接影响其运移、流动。粘滞性作为液体的一个重要的性质, 通常用粘滞系数来描述液体的粘滞性。液体粘滞系数的大小还与于液体的温度有关，温度升高，粘滞系数将迅速减小。因此，正确测定液体在不同温度的粘滞系数有重要的实际意义。

一般液体均具有不同程度的粘滞性。传统的粘滞系数测量有多种多样的方法，有落球法、毛细管法、转筒法等。其中，在大学物理教学实验中，一般采用落球法，这种方式测量时间误差大，操作繁琐，要求较高，只能测室温或稍微高于室温的液体在不同温度下的粘滞系数；毛细管法中管径的清洁很困难，管径结构的变化影响测量结果；旋转式粘度计所需的硬件设备较多，结构复杂，误差较大。

以上测量方式均为接触式测量，都有一定的局限性和缺点。为了克服了以上测量方式的不足之处，运用低频液体表面波光衍射效应的原理，新设计了测量方式。

液体表面发生振动时，会在液体表面产生表面波。由于液体存在粘滞性，当波沿液体的表面传播时，引起波振幅的衰减。对于粘滞系数较小的液体，表面波能量的变化满足下述关系                                                ，其中：为单位面积上波能量，为波矢量，且，为表面波波长，为粘滞系数，为液体密度。

相邻衍射条纹的间隔为（z为观察屏到液体表面的距离），对于给定的入射角和激光波长，只要实验上直接测出和值，则可求出表面波波长，相应的可以得到波矢量，所以最终归结出来，只要能得到能量的值，再结合其他参数就可以求出液体的粘滞系数。

为了无损测量液体的粘滞系数，基于上述测量方式设计了一种非接触式测量液体粘滞系数的装置。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种非接触式测量液体粘滞系数的装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种非接触式测量液体粘滞系数的装置，包括：氦氖激光器、旋钮Ⅰ、支架Ⅰ、电线、电源模块、光能量计Ⅰ、光能量计Ⅱ、待测液体槽、CCD图像传感器、旋钮Ⅱ、计算机、支架Ⅱ、旋钮Ⅲ、平板振动器和可视恒温装置，其特征在于：氦氖激光器下端与支架Ⅰ相连，左端通过电线与电源模块相连，右边与光能量计Ⅰ贴近；CCD图像传感器下端与支架Ⅱ相连，右端通过电线与计算机和电源模块相连，左边与光能量计Ⅱ贴近；平板振动器上面放有待测液体槽，下面放有可视恒温装置，左端通过电线与电源模块相连；计算机、可视恒温装置、光能量计Ⅰ和光能量计Ⅱ下端分别通过电线与电源模块相连。

支架Ⅰ上有上下调节氦氖激光器的旋钮Ⅰ；支架Ⅱ上有上下调节CCD图像传感器的旋钮Ⅱ；平板振动器右边有调节振动频率的旋钮Ⅲ；可视恒温装置有三个温度传感器（保证液体在测量时整体处于恒定温度），三个传感器测量的温度在恒温装置上显示温度一样时可以进行液体粘滞系数的测量。

本实用新型的有益效果是：提供了一种非接触式测量液体粘滞系数的装置，同时将激光器和CCD图像传感器分别安装在可调支架上，可以在测量前进行调节；在待测液体装置下面放有平板振动器，可以保证在振动时整个液体便面的振动保持同步，克服了液体表面激发器因有点源产生不均匀波面、可重复性不好以及出现测量结果误差大的现象；放入了恒温装置，可以保证在不同恒定温度下对液体的粘滞系数进行测量，该装置操作简单，测量效果好，在液体粘滞系数测量方面具有非常好的应用前景。

附图说明

图1为一种非接触式测量液体粘滞系数的装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1中，1—氦氖激光器，2—旋钮Ⅰ，3—支架Ⅰ，4—电线，5—电源模块，6—光能量计Ⅰ，7—光能量计Ⅱ，8—待测液体槽，9—CCD图像传感器，10—旋钮Ⅱ，11—计算机，12—支架Ⅱ，13—旋钮Ⅲ，14—平板振动器，15—可视恒温装置。

首先，将氦氖激光器1安装在支架Ⅰ3上，并将光能量计Ⅰ6靠近氦氖激光器1光发射口放置。在与氦氖激光器1光发射口处于同一竖直平面的水平桌面上放置可视恒温装置15，接着将平板振动器14放在可视恒温装置15上端，再将待测液体槽8放于平板振动器14上面。